CN116718438B - 一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，涉及取样技术领域，包括：罐体组件，其一端固定设置有控制罐体组件内部和外部连通的角阀；采样阀组件，固定连接在罐体组件的另一端，且采样阀组件同样可控制罐体组件内部可外部的连通；仪表组件，固定在采样阀组件上，且仪表组件部分结构内置在采样阀组件内部管路中；采样管线，分别连接在角阀和采样阀组件上，且采样管线可连接有用于同CNG气瓶组连接的快速接头；本发明通过内插管和分散孔两个路径输送天然气进入外壳体内部，一方面减缓冲击区承受的冲击，另一方面对应排空层的外壳体内壁为缓冲区，该区域可有效分散天然气的冲击，进一步减缓局部温降现象，保证天然气顺利采集。
Description
技术领域
本发明涉及取样技术领域，具体涉及一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置。
背景技术
天然气为我国实现主体能源绿色低碳更替的重要选择之一，依托小型撬装式天然气装置建设的民用天然气充装站，配合统一供气的城市燃气管网，共同形成分布式燃气供气网络，其中撬装式民用压缩天然气加气装置主要用于为民用气瓶进行充装为管道气的过渡及补充，具体的压缩天然气通过场馆拖车从母站运输至撬装加气站，之后将压缩天然气卸装至CNG瓶组中，后续充气过程中连通加气机和用户的天然气气罐进行充气即可。
基于天然气质量控制指标和天然气计量技术要求，需要对天然气进行组成分析、硫化合物含量分析、水/烃露点检测等各项检测，现阶段经过对天然气取样技术系统的研究，已经形成了以GB/T 13609《天然气取样导则》为主的技术标准，该标准适用于经过处理的天然气气源中有代表性样品的采集，另外在该期间出现了可以连续取样的直接取样技术和更为便捷的间接取样技术，对于天然气撬装加气站经济便捷的需求，通常采用更为贴合的间接取样技术进行采样，依托实验室以对天然气组成进行分析，但是使用取样瓶进行间接取样天然气成分分析结果和计量结果的准确性较低。
因此有必要提供一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，包括：
罐体组件，其一端固定设置有控制所述罐体组件内部和外部连通的角阀；
采样阀组件，固定连接在所述罐体组件的另一端，且所述采样阀组件同样可控制所述罐体组件内部可外部的连通；
仪表组件，固定在所述采样阀组件上，且所述仪表组件的部分结构内置在所述采样阀组件的内部管路中；
采样管线，分别连接在所述角阀和所述采样阀组件上，且所述采样管线可连接有用于同CNG气瓶组连接的快速接头。
进一步，作为优选，所述采样阀组件包括：
插入组件，一端同所述罐体组件的端口固定连接；
转接管，两端分别同插入组件和采样管线固定连接，且在所述转接管下方靠近所述采样管线位置处开设有泄压口，所述泄压口可安装闭合大小可调的控制开关；
取样阀，与所述转接管固定连接，且所述取样阀分为阀门部分和调节部分，所述阀门部分安置在所述转接管的内部，调节部分外置在所述转接管的外部。
进一步，作为优选，通过调节所述阀门部分，进而控制所述转接管内部管路的通断。
进一步，作为优选，所述仪表组件包括流量计、压力表和调压阀，所述流量计和压力表检测端均安置在所述取样阀内部管路中，且在所述取样阀内靠近所述压力表位置处设置有调压阀。
进一步，作为优选，在所述取样阀同所述罐体组件内部空间常通的管路中设置压力表，无论取样阀是否开启，所述压力表均检测所述罐体组件内部压力大小，且所述调压阀安置在所述取样阀闭合位置和所述压力表监测位置之间。
进一步，作为优选，所述罐体组件包括外壳体和内网套，所述内网套设置在所述外壳体内部，且所述内网套和所述外壳体内壁之间保留部分空间即排空层，所述内网套上开设有多个连通所述排空层和外壳体内部的分散孔。
进一步，作为优选，所述内网套和所述外壳体在所述外壳体连接所述插入组件的端口处预留有连通所述排空层的环形接口。
进一步，作为优选，所述插入组件包括：
接头塞，两端分别连接至所述外壳体端口处和所述转接管端口处；
密封环，安置在所述接头塞和所述外壳体连接位置处，且所述密封环上开设有连通所述环形接口的连通口；
内插管，一端穿过所述密封环同所述接头塞连通固定，且所述内插管另一端以及所述内插管管身均内置于所述罐体组件内部。
进一步，作为优选，所述接头塞内部连接所述转接管的一端开设有输入气道，所述接头塞内部连接所述内插管的一端平行开设有连接连通口的输出气道一和连通内插管的输出气道二。
进一步，作为优选，所述接头塞内部还转动设置有调节杆，且在所述调节杆上间隔套接设置有密封圈一和密封圈二，所述密封圈一同所述调节杆螺纹配合，同时所述密封圈一同所述接头塞固定连接，所述密封圈二在所述调节杆靠近端部位置处同所述调节杆固定连接，即所述密封圈二可随着所述调节杆在所述接头塞内同步转动以及滑动，进而控制所述输入气道同所述输出气道一连通和所述输入气道同所述输出气道二的连通。
与现有技术相比，本发明提供一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，具有以下有益效果：
1.本发明中在进行吹扫过程中，传统方式直接将天然气输送进入外壳体内部，天然气进入外壳体内部线路单一，会导致天然气和空气混合，降低空气置换效率，本装置在进行吹扫过程中，天然气通过分散孔进入外壳体内空间，整体表现为天然气从外壳体内壁位置处向中间流动，排挤置换外壳体内部空气，进而提高空气置换效率，在贴合采样标准的前提下有效提高采样效率；
2.本发明中传统采集天然气过程中，仅通过内插管输送天然气，内插管出口位置对应的外壳体内壁位置处为冲击区，在冲击区会因为天然气持续冲击出现局部降温现象，本装置通过内插管和分散孔两个路径输送天然气进入外壳体内部，一方面减缓冲击区承受的冲击，另一方面对应排空层的外壳体内壁为缓冲区，该区域可有效分散天然气的冲击，进一步减缓局部温降现象，保证天然气顺利采集。
附图说明
图1为一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置的整体结构示意图；
图2为一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置的采样阀组件结构示意图；
图3为一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置的罐体组件剖面结构示意图；
图4为一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置的插入组件结构示意图一；
图5为一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置的插入组件结构示意图二；
图6为传统采集天然气过程中冲击区的示意图；
图7为一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置的缓冲区结构示意图；
图中：1、罐体组件；11、外壳体；12、内网套；121、分散孔；13、排空层；2、角阀；3、采样阀组件；31、插入组件；311、接头塞；312、密封环；313、内插管；314、输入气道；315、输出气道一；316、输出气道二；317、调节杆；318、密封圈一；319、密封圈二；32、转接管；33、取样阀；34、泄压口；4、仪表组件；41、流量计；42、压力表；43、调压阀；5、采样管线；6、冲击区；7、缓冲区。
具体实施方式
请参阅图1~图7，本发明实施例中，一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，包括：
罐体组件1，其一端固定设置有控制所述罐体组件1内部和外部连通的角阀2；
采样阀组件3，固定连接在所述罐体组件1的另一端，且所述采样阀组件3同样可控制所述罐体组件1内部和外部的连通；
仪表组件4，固定在所述采样阀组件3上，且所述仪表组件4的部分结构内置在所述采样阀组件3的内部管路中；
采样管线5，分别连接在所述角阀2和所述采样阀组件3上，且所述采样管线5可连接有用于同CNG气瓶组连接的快速接头。
需要解释的是，常用间接取点样的方法有：充气排空法、控制流量法、抽空容器法和预充氦气法，对于天然气撬装加气站采用抽空容器法和预充氦气法需要对取样器进行前期处理不够实际，因此采用简单方便的充气排空法和控制流量法，使用充气排空法和控制流量法在使用前均只需确保罐体组件1内部温度等于或高于气源温度，气源压力应大于大气压，但是考虑到充气排空法需要进行多次长时间的吹扫，整体效率较低，因此本申请选用控制流量法配合本装置进行取样。
具体的将采样管线5通过快速接头连接到CNG瓶组，在取样前先行进行吹扫去除沉积物和杂质，之后保持角阀2闭合，开启调整采样阀组件3向罐体组件1内部填充天然气，同时通过仪表组件4读取所需数值对取样进行调整控制。
本实施例中，所述采样阀组件3包括：
插入组件31，一端同所述罐体组件1的端口固定连接；
转接管32，两端分别同插入组件31和采样管线5固定连接，且在所述转接管32下方靠近所述采样管线5位置处开设有泄压口34，所述泄压口34可安装闭合大小可调的控制开关，具体的在完成取样后，采样管线5和转接管32内仍然存在天然气，通过泄压口34提前进行泄压，可有效确保断开采样管线5时的安全性；
取样阀33，与所述转接管32固定连接，且所述取样阀33分为阀门部分和调节部分，所述阀门部分安置在所述转接管32的内部，调节部分外置在所述转接管32的外部。
作为较佳的实施例，通过调节所述阀门部分，进而控制所述转接管32内部管路的通断。
本实施例中，所述仪表组件4包括流量计41、压力表42和调压阀43，所述流量计41和压力表42检测端均安置在所述取样阀33内部管路中，且在所述取样阀33内靠近所述压力表42位置处设置有调压阀43。
作为较佳的实施例，在所述取样阀33同所述罐体组件1内部空间常通的管路中设置压力表42，无论取样阀33是否开启，所述压力表42均检测所述罐体组件1内部压力大小，且所述调压阀43安置在所述取样阀33闭合位置和所述压力表42监测位置之间，具体的，在开启取样阀33后天然气流过取样阀33内部管路，该过程中天然气先行经过调压阀43，通过调压阀43进行缓冲以及调节罐体组件1内部和天然气之间的压力差，之后天然气经过压力表42和流量计41显示相应数值。
需要解释的是，在以往采集天然气成分分析中烃类成分从甲烷（CH4）至戊烷（C5H12），不同采样方式所得结果较为接近，但是己烷以上（C6+）通过控制流量法采集含量较高，原因之一为开启取样阀33瞬时流量过大，造成罐体组件1内部发生局部降温现象，引发天然气中的微量己烷以上（C6+）在罐体组件1内发生吸附现象，本装置中在经过调压阀43对天然气进行初步缓冲，可有效抑制该现象，提高后续检测精度。
本实施例中，所述罐体组件1包括外壳体11和内网套12，具体的外壳体11采用316L超低碳奥氏体铬镍钼不锈钢制作，内网套12采用聚四氟乙烯PTFE制备，且在所述外壳体11内表面使用聚四氟乙烯PTFE进行附膜处理，可有效防止CNG的腐蚀，所述内网套12设置在所述外壳体11内部，且所述内网套12和所述外壳体11内壁之间保留部分空间即排空层13，所述内网套12上开设有多个连通所述排空层13和外壳体11内部的分散孔121。
作为较佳的实施例，所述内网套12和所述外壳体11在所述外壳体11连接所述插入组件31的端口处预留有连通所述排空层13的环形接口。
需要解释的是，在进行吹过程中，传统方式直接将天然气输送进入罐体组件1内部，天然气进入罐体组件1内部线路单一，会导致天然气和空气混合，降低空气置换效率，本装置在进行吹扫过程中，天然气通过分散孔121进入外壳体11内空间，整体表现为天然气从外壳体11内壁位置处向中流动，排挤置换罐体组件1内部空气，进而提高空气置换效率，在贴合采样标准的前提下有效提高采样效率。
本实施例中，如图4~图5，所述插入组件31包括：
接头塞311，两端分别连接至所述外壳体11端口处和所述转接管32端口处；
密封环312，安置在所述接头塞311和所述外壳体11连接位置处，且所述密封环312上开设有连通所述环形接口的连通口，具体的天然气通过连通口进入排空层13中；
内插管313，一端穿过所述密封环312同所述接头塞311连通固定，且所述内插管313另一端以及所述内插管313管身均内置于所述罐体组件1内部，具体的在进行天然气采集过程中，通过内插管313将天然气输送进入罐体组件1内部。
作为较佳的实施例，所述接头塞311内部连接所述转接管32的一端开设有输入气道314，所述接头塞311内部连接所述内插管313的一端平行开设有连接连通口的输出气道一315和连通内插管313的输出气道二316，具体的天然气可通过输出气道一315和输出气道二316两条线路进入罐体组件1内部。
作为较佳的实施例，所述接头塞311内部还转动设置有调节杆317，且在所述调节杆317上间隔套接设置有密封圈一318和密封圈二319，所述密封圈一318同所述调节杆317螺纹配合，同时所述密封圈一318同所述接头塞311固定连接，所述密封圈二319在所述调节杆317靠近端部位置处同所述调节杆317固定连接，即所述密封圈二319可随着所述调节杆317在所述接头塞311内同步转动以及滑动，进而控制所述输入气道314同所述输出气道一315连通和所述输入气道314同所述输出气道二316的连通，具体的在进行吹扫过程中，通过调节杆317调节密封圈二319的位置，控制天然气仅通过输出气道一315传输，即天然气经过排空层13通过分散孔121进入罐体组件1内部，在后续天然气采集过程中，继续调节杆317调节密封圈二319的位置，使得天然气通过输出气道一315和输出气道二316同步进行传输，完成采集过程后可调节密封圈二319的位置，使得密封圈二319和密封圈一318贴合挤压，提高密封效果。
需要解释的是，如图6，传统采集天然气过程中，仅通过内插管313输送天然气，内插管313出口位置对应的外壳体11内壁位置处为冲击区6，在冲击区6会因为天然气持续冲击出现局部降温现象，本装置通过内插管313和分散孔121两个路径输送天然气进入罐体组件1内部，一方面减缓冲击区6承受的冲击，另一方面对应排空层13的外壳体11内壁为缓冲区7，该区域可有效分散天然气的冲击，进一步减缓局部温降现象，保证天然气顺利采集。
在具体实施时，将采样管线5通过快速接头连接到CNG瓶组，先行进行吹扫过程，开启取样阀33和角阀2，天然气流过取样阀33内部管路，经过压力表42和流量计41显示相应数值，通过调节杆317调节密封圈二319的位置，控制气路，天然气通过分散孔121进入外壳体11内空间，排挤置换罐体组件1内部空气，之后关闭角阀2，开启调整采样阀组件3向罐体组件1内部填充天然气，之前通过调节杆317调节密封圈二319的位置控制气路，在完成取样后，关闭取样阀33调节密封圈二319的位置，使得的密封圈二319和密封圈一318贴合挤压，之后通过泄压口34提前进行泄压完成采集。
以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：包括：
罐体组件（1），其一端固定设置有控制所述罐体组件（1）内部和外部连通的角阀（2）；
采样阀组件（3），固定连接在所述罐体组件（1）的另一端，且所述采样阀组件（3）同样可控制所述罐体组件（1）内部和外部的连通；
仪表组件（4），固定在所述采样阀组件（3）上，且所述仪表组件（4）的部分结构内置在所述采样阀组件（3）的内部管路中；
采样管线（5），分别连接在所述角阀（2）和所述采样阀组件（3）上，且所述采样管线（5）可连接有用于同CNG气瓶组连接的快速接头；
所述采样阀组件（3）包括：
插入组件（31），一端同所述罐体组件（1）的端口固定连接；
转接管（32），两端分别同插入组件（31）和采样管线（5）固定连接，且在所述转接管（32）下方靠近所述采样管线（5）位置处开设有泄压口（34），所述泄压口（34）可安装闭合大小可调的控制开关；
取样阀（33），与所述转接管（32）固定连接，且所述取样阀（33）分为阀门部分和调节部分，所述阀门部分安置在所述转接管（32）的内部，调节部分外置在所述转接管（32）的外部；
通过调节所述阀门部分，进而控制所述转接管（32）内部管路的通断；
所述罐体组件（1）包括外壳体（11）和内网套（12），所述内网套（12）设置在所述外壳体（11）内部，且所述内网套（12）和所述外壳体（11）内壁之间保留部分空间即排空层（13），所述内网套（12）上开设有多个连通所述排空层（13）和外壳体（11）内部的分散孔（121）。
2.根据权利要求1所述的一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：所述仪表组件（4）包括流量计（41）、压力表（42）和调压阀（43），所述流量计（41）和压力表（42）检测端均安置在所述取样阀（33）内部管路中，且在所述取样阀（33）内靠近所述压力表（42）位置处设置有调压阀（43）。
3.根据权利要求2所述的一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：在所述取样阀（33）同所述罐体组件（1）内部空间常通的管路中设置压力表（42），无论取样阀（33）是否开启，所述压力表（42）均检测所述罐体组件（1）内部压力大小，且所述调压阀（43）安置在所述取样阀（33）闭合位置和所述压力表（42）监测位置之间。
4.根据权利要求3所述的一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：所述内网套（12）和所述外壳体（11）在所述外壳体（11）连接所述插入组件（31）的端口处预留有连通所述排空层（13）的环形接口。
5.根据权利要求4所述的一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：所述插入组件（31）包括：接头塞（311），两端分别连接至所述外壳体（11）端口处和所述转接管（32）端口处；
密封环（312），安置在所述接头塞（311）和所述外壳体（11）连接位置处，且所述密封环（312）上开设有连通所述环形接口的连通口；
内插管（313），一端穿过所述密封环（312）同所述接头塞（311）连通固定，且所述内插管（313）另一端以及所述内插管（313）管身均内置于所述罐体组件（1）内部。
6.根据权利要求5所述的一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：所述接头塞（311）内部连接所述转接管（32）的一端开设有输入气道（314），所述接头塞（311）内部连接所述内插管（313）的一端平行开设有连接连通口的输出气道一（315）和连通内插管（313）的输出气道二（316）。
7.根据权利要求6所述的一种天然气撬装加气站气体质量检测取样装置，其特征在于：所述接头塞（311）内部还转动设置有调节杆（317），且在所述调节杆（317）上间隔套接设置有密封圈一（318）和密封圈二（319），所述密封圈一（318）同所述调节杆（317）螺纹配合，同时所述密封圈一（318）同所述接头塞（311）固定连接，所述密封圈二（319）在所述调节杆（317）靠近端部位置处同所述调节杆（317）固定连接，即所述密封圈二（319）可随着所述调节杆（317）在所述接头塞（311）内同步转动以及滑动，进而控制所述输入气道（314）同所述输出气道一（315）连通和所述输入气道（314）同所述输出气道二（316）的连通。
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